印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產品的可靠性。為了保證和提高電子產品的質量和可靠性，對失效進行全面的理化分析，確認失效的內在機理，從而有針對性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測試分析技術和分析程序確認電子元器件的失效現象，分辨其失效模式和失效機理，確認最終的失效原因，提出改進設計和制造工藝的建議，防止失效的重復出現，提高元器件可靠性。
集成電路復雜度與性能要求的持續攀升，疊加設計、制造、封裝及應用環節的潛在風險，導致短路、開路、漏電、燒毀、參數漂移等關鍵失效模式頻發。這不僅造成昂貴的器件報廢與系統宕機，更常引發設計方、代工廠、封測廠與終端用戶間的責任爭議，帶來重大經濟損失與信譽風險。
高分子材料性能要求持續提升，而客戶對高要求產品及工藝的理解差異，導致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發，常引發供應商與用戶間的責任糾紛及重大經濟損失。
金屬構件服役環境日益苛刻，對材料性能和結構可靠性提出更高要求。然而，設計缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當使用等因素，極易引發疲勞斷裂、應力腐蝕開裂、氫脆、蠕變、磨損、過載變形等典型失效。
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芯片在SMT后外觀完好，內部卻嚴重燒毀？！

發布時間： 2025-10-31 00:00
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QFN芯片封裝技術以其獨特的技術特點和廣泛的應用領域，在現代電子產品制造中發揮著越來越重要的作用。

某QFN芯片在經歷SMT封裝后，于上電測試階段暴露出失效問題，具體表現為電源輸出的B5引腳發生對地短路，而芯片外觀及結構均保持完好無損。為深入探究這一失效現象的根源，我們特別選取了4片存在該問題的不良PHY IC與4片同批次且表現正常的良品PHY IC進行對比分析。


芯片在SMT后外觀完好，內部卻嚴重燒毀？


1.IV測試

測試結果是NG1~NG4樣品的B5、B23、B25、A30引腳與GND都是短路的。

IV測試

IV測試




2.X-RAY測試

用X-RAY測試系統測試NG1~NG4、OK1樣品，觀察NG1~NG4、OK1樣品芯片。X-RAY測試結果未發現NG芯片有明顯異常。

X-RAY測試

3.CSAM測試

通過測試NG1~NG4、OK1，來確定失效樣品的內部狀態。測試結果是NG1、NG2、NG4、OK1無分層現象，NG3有分層現象，如圖43所示。

CSAM測試




4.開封測試

NG1的晶元A30引腳對應綁定線有熔斷現象，NG1~NG4晶元A30對應的位置都有燒毀痕跡，晶元其他位置無明顯異常。NG1~NG4晶元A30引腳燒毀屬于過流燒毀。

開封測試

開封測試




5.SEM測試

NG1~NG4的損傷位置一致，都在A30附近，損傷類型都屬于燒毀損傷，說明A30引腳有較大電流流過。

SEM測試

SEM測試




6.模擬測試

芯片的A30引腳正常電壓為3.3V，模擬測試用直流12V進行過壓。對OK4的A30與GND之間接12V直流電，限流200mA，通電不超過1s，反復三次后用IV曲線測試儀測試B23、B25、A30三個引腳的IV曲線，發現對GND都是短路的。然后對OK4進行開封測試，檢查損傷位置與原失效樣品現象一致。




模擬測試




7.總結與建議

結論：導致PHY IC失效的主要原因是：A30引腳在電路中出現過壓而引起的過流燒毀A30引腳對應晶元上的鍵合位置，導致B5、B23、B25對地短路。


建議：

1.做好SMT過程中的ESD防護工作。

2.板級排查過壓來源，避免測試過程中異常電壓的引入。



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